Il gesso desolforato è un sottoprodotto industriale ottenuto dalla desolforazione e purificazione dei fumi di combustione di combustibili contenenti zolfo, mediante l'utilizzo di una sospensione di calce fine o calcare. La sua composizione chimica è la stessa del gesso diidrato naturale, principalmente CaSO4·2H2O. Attualmente, il metodo di produzione energetica del mio Paese è ancora dominato dalle centrali termoelettriche a carbone, e le emissioni di SO2 prodotte da queste centrali rappresentano oltre il 50% delle emissioni annuali del Paese. L'elevato quantitativo di anidride solforosa emessa ha causato un grave inquinamento ambientale. L'utilizzo della tecnologia di desolforazione dei fumi per la produzione di gesso desolforato rappresenta una misura importante per lo sviluppo tecnologico delle industrie legate al carbone. Secondo statistiche incomplete, le emissioni di gesso desolforato umido nel mio paese hanno superato i 90 milioni di tonnellate all'anno, e il metodo di lavorazione del gesso desolforato consiste principalmente nell'accumulo, il che non solo occupa terreno, ma causa anche un enorme spreco di risorse.
Il gesso possiede proprietà quali leggerezza, riduzione del rumore, resistenza al fuoco, isolamento termico, ecc. Può essere utilizzato nella produzione di cemento, nella produzione di gesso per l'edilizia, nell'ingegneria decorativa e in altri settori. Attualmente, numerosi studiosi hanno condotto ricerche sull'intonaco leggero. Le ricerche dimostrano che il materiale per intonaco leggero presenta microespansione, buona lavorabilità e plasticità, e può sostituire i materiali di intonacatura tradizionali per la decorazione delle pareti interne. Studi condotti da Xu Jianjun e altri hanno dimostrato che il gesso desolforato può essere utilizzato per realizzare materiali murali leggeri. Studi condotti da Ye Beihong e altri hanno dimostrato che il gesso leggero prodotto con gesso desolforato può essere utilizzato per lo strato di intonacatura del lato interno delle pareti esterne, delle pareti divisorie interne e dei soffitti, risolvendo i comuni problemi di qualità come sfaldamento e fessurazione della malta per intonaco tradizionale. Il gesso leggero è un nuovo tipo di materiale per intonaco ecocompatibile. È composto da gesso emiidrato come principale materiale cementizio, con l'aggiunta di aggregati e additivi leggeri. Rispetto ai tradizionali materiali di intonacatura cementizia, questo prodotto non si crepa facilmente, ha una buona adesione, un buon ritiro, è ecologico e rispettoso dell'ambiente. L'utilizzo di gesso desolforato per produrre gesso emiidrato non solo risolve il problema della scarsità di risorse naturali di gesso da costruzione, ma realizza anche l'utilizzo delle risorse di gesso desolforato e raggiunge l'obiettivo di proteggere l'ambiente. Pertanto, sulla base dello studio del gesso desolforato, questo articolo testa il tempo di presa, la resistenza alla flessione e la resistenza alla compressione, per studiare i fattori che influenzano le prestazioni della malta di gesso desolforato per intonaci leggeri e fornire una base teorica per lo sviluppo di tale malta.
1 esperimento
1.1 Materie prime
Polvere di gesso desolforato: gesso emiidrato prodotto e calcinato mediante tecnologia di desolforazione dei fumi, le cui proprietà di base sono riportate nella Tabella 1. Aggregato leggero: vengono utilizzate microsfere vetrificate, le cui proprietà di base sono riportate nella Tabella 2. Le microsfere vetrificate vengono miscelate in proporzioni del 4%, 8%, 12% e 16% rispetto al rapporto di massa della malta di gesso desolforato per intonaci leggeri.
Ritardante: utilizzare citrato di sodio, reagente puro per analisi chimica, il citrato di sodio è calcolato in base al rapporto ponderale della malta di gesso desolforata per intonaco leggero, e il rapporto di miscelazione è 0, 0,1%, 0,2%, 0,3%.
Etere di cellulosa: utilizzare idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), viscosità 400, HPMC in base al rapporto in peso della malta di gesso desolforato leggero intonacato, e il rapporto di miscelazione è 0, 0,1%, 0,2%, 0,4%.
1.2 Metodo di prova
Il consumo di acqua e il tempo di presa del gesso desolforato di consistenza standard sono definiti nella norma GB/T17669.4-1999 "Determinazione delle proprietà fisiche dell'intonaco di gesso per edilizia", mentre il tempo di presa della malta di gesso desolforato per intonaco leggero è definito nella norma GB/T 28627-2012 "Gesso per intonacatura".
La resistenza a flessione e a compressione del gesso desolforato viene determinata secondo la norma GB/T9776-2008 "Gesso per edilizia", utilizzando provini di dimensioni 40 mm × 40 mm × 160 mm, e misurando rispettivamente la resistenza a 2 ore e la resistenza a secco. La resistenza a flessione e a compressione della malta di gesso desolforato leggera per intonaci viene determinata secondo la norma GB/T 28627-2012 "Gesso per intonaci", e misurando rispettivamente la resistenza a stagionatura naturale a 1 giorno e a 28 giorni.
2 Risultati e discussione
2.1 L'effetto del contenuto di polvere di gesso sulle proprietà meccaniche del gesso desolforato per intonaci leggeri
La quantità totale di polvere di gesso, polvere di calcare e aggregato leggero è pari al 100%, mentre la quantità di aggregato leggero fisso e additivo rimane invariata. Quando la quantità di polvere di gesso è pari al 60%, 70%, 80% e 90%, si procede alla desolforazione. Risultati della resistenza a flessione e compressione della malta di gesso.
La resistenza a flessione e la resistenza a compressione della malta di gesso desolforato per intonaci leggeri aumentano entrambe con l'età, indicando che il grado di idratazione del gesso diventa più sufficiente con l'età. Con l'aumento della polvere di gesso desolforato, la resistenza a flessione e la resistenza a compressione del gesso per intonaci leggeri hanno mostrato una tendenza generale all'aumento, ma l'incremento è stato piccolo, e la resistenza a compressione a 28 giorni è stata particolarmente evidente. A 1 giorno di età, la resistenza a flessione della polvere di gesso miscelata con il 90% è aumentata del 10,3% rispetto a quella della polvere di gesso al 60%, e la corrispondente resistenza a compressione è aumentata del 10,1%. A 28 giorni di età, la resistenza a flessione della polvere di gesso miscelata con il 90% è aumentata dell'8,8% rispetto a quella della polvere di gesso miscelata con il 60%, e la corrispondente resistenza a compressione è aumentata del 2,6%. In sintesi, si può concludere che la quantità di gesso in polvere ha un effetto maggiore sulla resistenza alla flessione rispetto alla resistenza alla compressione.
2.2 Effetto del contenuto di aggregati leggeri sulle proprietà meccaniche del gesso desolforato leggero utilizzato per intonaci.
La quantità totale di polvere di gesso, polvere di calcare e aggregato leggero è del 100%, e la quantità di polvere di gesso fissa e additivo rimane invariata. Quando la quantità di microsfere vetrificate è del 4%, 8%, 12% e 16%, l'intonaco leggero Risultati della resistenza a flessione e compressione della malta di gesso desolforato.
Alla stessa età, la resistenza a flessione e a compressione della malta di gesso desolforato per intonaci leggeri diminuivano con l'aumento del contenuto di microsfere vetrificate. Ciò è dovuto al fatto che la maggior parte delle microsfere vetrificate presenta una struttura cava interna e una bassa resistenza intrinseca, che riduce la resistenza a flessione e a compressione della malta di gesso per intonaci leggeri. A 1 giorno, la resistenza a flessione del gesso con il 16% di polvere di gesso si è ridotta del 35,3% rispetto a quella del gesso con il 4% di polvere di gesso, e la corrispondente resistenza a compressione si è ridotta del 16,3%. A 28 giorni, la resistenza a flessione del gesso con il 16% di polvere di gesso si è ridotta del 24,6% rispetto a quella del gesso con il 4% di polvere di gesso, mentre la corrispondente resistenza a compressione si è ridotta solo del 6,0%. In sintesi, si può concludere che l'effetto del contenuto di microsfere vetrificate sulla resistenza alla flessione è maggiore di quello sulla resistenza alla compressione.
2.3 Effetto del contenuto di ritardante sul tempo di presa del gesso desolforato intonacato leggero
Il dosaggio totale di polvere di gesso, polvere di calcare e aggregato leggero è del 100%, mentre il dosaggio di polvere di gesso fissa, polvere di calcare, aggregato leggero ed etere di cellulosa rimane invariato. Quando il dosaggio di citrato di sodio è 0, 0,1%, 0,2%, 0,3%, si ottengono i risultati del tempo di presa della malta di gesso desolforato intonacata leggera.
Il tempo di presa iniziale e il tempo di presa finale della malta di gesso desolforato per intonaco leggero aumentano entrambi con l'aumento del contenuto di citrato di sodio, ma l'aumento del tempo di presa è modesto. Quando il contenuto di citrato di sodio è dello 0,3%, il tempo di presa iniziale si prolunga di 28 minuti e il tempo di presa finale di 33 minuti. Il prolungamento del tempo di presa può essere dovuto all'ampia superficie del gesso desolforato, che può assorbire il ritardante attorno alle particelle di gesso, riducendo così la velocità di dissoluzione del gesso e inibendo la cristallizzazione del gesso, con conseguente incapacità della malta di gesso di formare un sistema strutturale solido. Ciò prolunga il tempo di presa del gesso.
2.4 Effetto del contenuto di etere di cellulosa sulle proprietà meccaniche del gesso desolforato leggero applicato a intonaco
Il dosaggio totale di polvere di gesso, polvere di calcare e aggregato leggero è del 100%, mentre il dosaggio di polvere di gesso fissa, polvere di calcare, aggregato leggero e ritardante rimane invariato. Quando il dosaggio di idrossipropilmetilcellulosa è 0, 0,1%, 0,2% e 0,4%, si ottengono i risultati della resistenza a flessione e compressione della malta di gesso desolforato intonacata leggera.
A 1 giorno di età, la resistenza a flessione della malta di gesso desolforato leggero intonacato è prima aumentata e poi diminuita con l'aumento del contenuto di idrossipropilmetilcellulosa; a 28 giorni di età, la resistenza a flessione della malta di gesso desolforato leggero intonacato con l'aumento del contenuto di idrossipropilmetilcellulosa, la resistenza a flessione ha mostrato un andamento di prima diminuzione, poi aumento e poi diminuzione. Quando il contenuto di idrossipropilmetilcellulosa è dello 0,2%, la resistenza a flessione raggiunge il massimo e supera la resistenza corrispondente quando il contenuto di cellulosa è 0. Indipendentemente dall'età di 1 o 28 giorni, la resistenza a compressione della malta di gesso desolforato leggero intonacato diminuisce con l'aumento del contenuto di idrossipropilmetilcellulosa e il corrispondente andamento di diminuzione è più evidente a 28 giorni. Questo accade perché l'etere di cellulosa ha un effetto di ritenzione idrica e di addensamento, e il fabbisogno di acqua per ottenere una consistenza standard aumenterà con l'aumento del contenuto di etere di cellulosa, determinando un incremento del rapporto acqua-cemento della struttura della malta e, di conseguenza, riducendo la resistenza del campione di gesso.
3 Conclusion
(1) Il grado di idratazione del gesso desolforato diventa più sufficiente con l'età. Con l'aumento del contenuto di polvere di gesso desolforato, la resistenza alla flessione e alla compressione del gesso leggero per intonaci ha mostrato una tendenza generale all'aumento, ma l'aumento è stato piccolo.
(2) Con l'aumento del contenuto di microsfere vetrificate, la resistenza alla flessione e la resistenza alla compressione della malta di gesso desolforato leggero intonacato diminuiscono di conseguenza, ma l'effetto del contenuto di microsfere vetrificate sulla resistenza alla flessione è maggiore di quello sulla resistenza alla compressione.
(3) Con l'aumento del contenuto di citrato di sodio, il tempo di presa iniziale e il tempo di presa finale della malta di gesso desolforato intonacata leggera si prolungano, ma quando il contenuto di citrato di sodio è basso, l'effetto sul tempo di presa non è evidente.
(4) Con l'aumento del contenuto di idrossipropilmetilcellulosa, la resistenza alla compressione della malta di gesso desolforato intonacata leggera diminuisce, ma la resistenza alla flessione mostra una tendenza prima ad aumentare e poi a diminuire a 1d, e a 28d ha mostrato una tendenza prima a diminuire, poi ad aumentare e poi a diminuire.
Data di pubblicazione: 2 febbraio 2023